JP5385795B2 - 逆流防止弁を有する加湿器 - Google Patents

Description

本願は、内容が本願において組み込まれる、２００５年９月２７日出願、米国仮特許出願第６０／７２０，７６３から３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）を受けて優先権を主張する、２００６年９月２６日出願の米国特許出願第１１／５２７，０５２の３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１２０を受ける一部継続出願である、２００７年３月５日出願、米国特許出願第１１／７１３，９９０号の３５Ｕ．Ｓ．Ｃ§１２０を受けた一部継続出願である。

本発明は、加湿器に係り、より特には、加湿器から圧支持装置への流体の逆流を防ぐよう弁を有する圧支持システムにおいて使用される加湿器に係る。

呼吸気体の流れを患者の気道まで運搬することが必要であるか、あるいは所望される状況は、多数ある。例えば、非侵襲性換気として既知である技術を使用して患者を換気することは、既知である。また、特には閉塞型睡眠時無呼吸症候群（ＯＳＡ）である睡眠時無呼吸症候群、又は鬱血性心不全等である内科的疾患を治療するために、患者の監視状態又は患者の呼吸サイクルと共に変化する可変気道内圧又は持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）を運搬することは、既知である。非侵襲性換気及び圧支持療法は、ベンチレータ又は圧支持装置を患者の気道と連結させる（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）よう、患者の顔面上に典型的には鼻マスク又は鼻／口マスクである患者インターフェイス（連結）装置の装着を伴い、呼吸気体の流れが圧力／流れ生成装置から患者の気道まで運搬され得るようにする。

また、多くの場合において、侵襲性換気及び非侵襲性換気で患者に対して与えられる気体流を加湿することが所望される。このため、圧支持装置によって産出（アウトプット）される気体に対して湿度を加えるよう圧支持装置と直列に与えられる加湿チャンバを有する加湿システムは、開発されてきている。図１は、従来構造の一例を示し、出口ポート１２を備える圧支持装置１０は、細長い可撓性チューブである患者回路１３に対して加圧気体を供給する。患者回路１３は、加湿器１６の入口ポート１４に対して接続される。加湿器１６は、典型的には水又は蒸留水である流体で充填される加湿チャンバ１５を有する。加湿チャンバ１５の出口ポート１８は、鼻マスク等である患者インターフェイス（図示せず）に対して患者回路２０を介して結合される。作動において、圧支持装置１０からの加圧気体は、患者回路１３を介して加湿器１６まで通過する。気体は、加湿チャンバにおいて水と相互作用し、患者の気道に対して連通されるチュービング２０へと出る。複数の従来の加湿システムは、加湿プロセスを容易にするよう加湿チャンバ１５に対して作動可能に結合されるヒータを有する。

患者回路１３が加湿チャンバと圧支持装置１０との間において与えられる１つの理由は、万一加湿器１６がひっくり返った場合に流体が加湿器から圧支持装置へと戻るように流れることを防ぐためである。圧支持装置１０に入る水は、装置を損傷させ得る。

また、例えば図２に示される通り、圧支持装置１０の出口を加湿チャンバの入口に対して直接結合させることは、既知である。この構造において、加湿チャンバは、圧支持装置に対して剛性に結合される。しかしながら、この構造は、加湿チャンバの入口ポートと圧支持装置の出口ポートとの間における直接且つ密接な接続により、流体が加湿チャンバから圧支持装置へと流れて戻るという問題を悪化させる。

加湿チャンバに対するシュノーケル状入口を使用して圧支持装置における加湿チャンバからの水の逆流を防ぐ試みは、米国特許第６，３９８，１９７号（特許文献１）において開示される。該特許文献１によって教示される構造のシュノーケル型は、システムのチルト又はバックスプラッシュによって圧支持装置の出口に水が入ることを最小限に抑える支援をし得る一方、凝縮及びレインアウト（ｒａｉｎｏｕｔ）によって圧支持装置に水が入ること、即ち過失チャンバから圧支持装置へと逆流し得る水蒸気又は気体において包含される水を防ぐことはない。更に、特定の水位での特定の配向（向き）において、例えば圧支持装置及び加湿器が側方にチルトされ、且つ加湿チャンバが半分のみ充填されている（ｅｖｅｎ ｍｅｒｅｌｙ ｈａｌｆ ｆｕｌｌ）場合、前出の特許文献１のシュノーケル構造には、加湿チャンバから圧支持装置への流体の逆流を防ぐ性能は殆どないか、あるいは全くない。

米国特許第６，３９８，１９７号

したがって本発明は、従来の加湿装置の欠点を克服する圧支持システムにおける使用に対する加湿器を与える、ことを目的とする。

この目的は、入口を有する加湿器を与えることによって、本発明の一実施例に従って達成され、該入口は、圧支持装置の出口に対して作動可能に結合され、圧支持装置によって生成される気体流が入口に対して連通される。加湿器はまた、流体保持チャンバ及び出口を有する。入口は、流体保持チャンバの上流に位置付けられ、且つ流体保持チャンバと流体連通し、出口は、流体保持チャンバの下流に位置付けられ、且つ流体保持チャンバと流体連通する。弁は、入口において、且つ流体チャンバの上流において位置付けられる。弁は、入口が実質的にブロック（封鎖）されない（ｕｎｂｌｏｃｋｅｄ）開位置と、入口が実質的にブロック（封鎖）される（ｂｌｏｃｋｅｄ）閉位置との間において、可動である。

本発明は更に、従来の圧支持システムの欠点を克服する圧支持システムを与える、ことを目的とする。この目的は、気流を生成するよう適合される圧支持装置及び加湿器を有する、圧支持システムを与える事によって達成される。加湿器は、入口、流体保持チャンバ、及び出口を備える本体を備える。入口は、流体保持チャンバの上流に位置付けられ、且つ流体保持チャンバと流体連通し、出口は、流体保持チャンバの下流に位置付けられ、且つ流体保持チャンバと流体連通する。加えて、第１の弁は、圧支持装置の出口と加湿器の入口との間において位置付けられる。第１の弁は、圧支持装置の出口と加湿器の入口との間における気体流経路が実質的にブロックされない開位置と、圧支持装置の出口と加湿器の入口との間における気体流経路が実質的にブロックされる閉位置との間において、可動である。これらの位置間における運動は、例えば圧支持システムがチルトされているか否か、圧支持システムが平ら又は水平、あるいはその両方で置かれているか否か、といった圧支持システムの第１の物理的配向に基づいて達成される。

本発明のこれらの及び他の目的、特性、及び特徴、並びに構造の関連する要素の機能及び作動の方法、及び部品の組合せ及び製造の経済性は、添付の図面を参照し、以下の説明及び添付の請求項を考慮してより明らかとなり、それらは全て本願の一部を形成する。同様の参照符号は、複数の図において対応する部分を指す。しかしながら、図面は、単に図示及び説明を目的するものであって、本発明の制限の定義として意図されていない、ことが明らかに理解されるべきである。明細書及び請求項において使用される通り、単数で示されるものは、文脈において明記されない限り複数の指示対象を含む。

圧支持装置に対して結合される先行技術の独立型加湿器の上方斜視図である。 本発明の原理に従った圧支持装置及び加湿器を有する圧支持システムの上方斜視図である。 図２中のシステムにおいて使用される加湿器の正面斜視図である。 部分的開位置において示される弁を有する、図３中の線４−４に沿って取られた、図３に示される加湿器の断面図である。 完全閉位置における弁を有する、図４と同一の図である（完全開位置は、細線で示される）。 開位置における弁を示す本発明の原理に従った加湿器の第２の実施例の側部断面図である。 図６に示される加湿器の正面斜視分解図である。 図６中の加湿器において使用される弁の側面図である。 本発明の原理に従った加湿器の第３の実施例の後面斜視図である。 開位置において示される図９中の加湿器において使用される弁の正面斜視図である。 閉位置において示される図１０の弁の正面斜視図である。 閉位置において示される図１０中の弁の後面斜視図である。 開位置における弁を示す本発明の原理に従った加湿器の第４の実施例の側部断面図である。 閉位置における弁を示す図１３中の加湿器の側部断面図である。 閉位置における弁を示す図１３中の加湿器の側部断面図である。 開位置における弁を示す本発明の原理に従った加湿器の第５の実施例の側部断面図である。 閉位置における弁を示す図１６中の加湿器の側部断面図である。 閉位置における弁を示す本発明の原理に従った加湿器における使用に適切である弁の第６の実施例の斜視図である。 開位置における弁を示す図１８中の弁の斜視図である。 開位置における弁を示す本発明の原理に従った加湿器の第７の実施例の側部断面図である。 閉位置における弁を示す図２０中の加湿器の側部断面図である。 本発明の原理に従った加湿器における使用に適切である弁の第８の実施例の斜視図である。 本発明の原理に従った二重弁構造を備える加湿器の概略図である。 本発明の原理に従った逆流防止弁の第９の実施例を備える圧支持システムの概略図である。 本発明の原理に従った逆流防止弁の第１０の実施例を備える圧支持システムの概略図である。 停止スイッチを備える圧支持システムの概略図である。 本発明の原理に従った逆流防止弁を備える加湿器の第１１の実施例の斜視図である。 線２８−２８に沿って取られた図２７中の加湿器の断面図である。 図２７中の加湿器に対して結合される圧支持装置を有する圧支持システムの概略図である。 弁組立体に対する他の実施例を図示し、異なる配向において配置される弁を示す。 弁組立体に対する他の実施例を図示し、異なる配向において配置される弁を示す。 弁組立体に対する他の実施例を図示し、異なる配向において配置される弁を示す。 開位置における弁を示す本発明の原理に従った加湿器の第１２の実施例の側部断面図である。 図３１Ｃ中に示される弁に対する弁プラグを図示する。 閉位置における弁を示すチルトされた配向における図３１Ａ中の加湿器を示す側部断面図である。 閉位置における弁を示す垂直の配向における図３１Ａ中の加湿器を示す側部断面図である。 閉位置における弁を示す反転された配向における図３１Ａ中の加湿器を示す側部断面図である。 開位置における弁を示す本発明の原理に従った加湿器の第１３の実施例の上方断面図である。 図３２Ａ中の加湿器の側部断面図である。 閉位置における弁を示すチルトされた配向における図３２Ａ中の加湿器を示す側部断面図である。 閉位置における弁を示す垂直の配向における図３２Ａの加湿器を示す側部断面図である。 位置における弁を示す反転された配向における図３２Ａ中の加湿器を示す側部断面図である。

図２−５は、圧支持システム３０を示し、該圧支持システム３０は、本発明の原理に従った圧支持装置３２及び加湿器３８を有する。圧支持装置３２は、加湿器３８の入口ポート又は入口通路３６（「入口」と称される）に対して流体的に結合される出口ポート３４を備える。加湿器３８はまた、患者回路４２に対して流体的に結合される、出口ポート又は出口通路４０（「出口」と称される）を有する。

圧支持装置３２は、患者の気道への運搬に対して気体の流れを生成することができる、従来の換気あるいは圧支持装置又はシステムである。かかる圧支持システムの制限的ではない例に含まれるのは、米国ペンシルバニア州在、Ｒｅｓｐｉｒｏｎｉｃｓ，Ｉｎｃ．社によって製造及び流通される、息を吐く間よりも息を吸う間においてより高い圧力が運搬されるように患者に対して与えられる圧力が患者の呼吸サイクルと共に変わる、ＢｉＰＡＰ（登録商標）装置、Ｂｉ−Ｆｌｅｘ（登録商標）装置、Ｃ−Ｆｌｅｘ（商標）装置、比例気道陽圧（ＰＰＡＰ（登録商標））装置、比例アシスト換気（ＰＡＶ（登録商標））装置、又は自動滴定装置等である可変圧装置、持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）装置、又はベンチレータ、あるいは他の圧支持装置である。

本発明は、患者インターフェイス（図示せず）が患者回路４２の遠位端部、即ち加湿器から遠位の端部に対して結合され得る、ことを意図する。患者インターフェイスは、患者の気道まで呼吸可能な気体の供給を連通させるよう適切である、鼻マスク、鼻／口マスク、全顔面マスク、鼻カニューレ、気管内チューブ、又は気管チューブ等である、侵襲性又は非侵襲性の器具である。患者インターフェイス組立体は、患者の頭部に器具を取り付けるようヘッドギアを有し得る。

加湿器３８は、流体保持チャンバ４６を画定する本体４４を有する。本発明の典型的な一実施例において、流体保持チャンバは、透明なポリカーボネート材料等である高分子材料から形成される。流体保持チャンバ４６は、上方表面４７ａ及び側壁４７ｂ乃至４７ｅによって画定される。本体４４は、実質的に平らな基部４８に対して取り付けられる。入口３６及び出口４０は、上方表面４７ａ上で画定され、入口は、加湿器４９の上流側部５２において配置され、出口は、加湿器の下流側部５４において配置される。入口３６は、上流にあり、且つ流体保持チャンバ４６と流体連通し、出口４０は、下流にあり、且つ流体保持チャンバと流体連通する。入口３６の上流端部は、矢印５６で示される通り水平方向に配向され、気体を流体保持チャンバ４６に向かって下方向に方向付ける。また、出口３６の蒸溜端部は、矢印５８によって示される通り、流体保持チャンバ４６から垂直上方向に配向される。

図示される典型的な実施例において、加湿器３８及び圧支持装置３２は、共通の基部４１上における同一の場所に位置付けられ、組立体全体がユニットとして接合される。本発明は、加湿器及び圧支持装置を接合又は一体化するための他の技術を意図し、基部を使用することなく直接それらを結合すること、及び加湿器及び圧支持装置を例えば共通の筐体において統合された一体的なユニットとして与えること、を含む、ということが理解されるべきである。更には、本発明は、加湿器及び圧支持装置が共通の基部上に位置決めされる必要はなく、互いから分離可能であり得るかあるいは恒久的に分離され得ることを意図する、ということが理解されるべきである。図示される実施例において、圧支持装置の出口は、加湿器の入口に対して近接しており、且つそれに合成に結合される。本発明はまた、加湿器及び圧支持装置を分離すること、及び可撓性又は合成のチュービングを介して一方の出口を他方の入口に結合すること、を意図する。加えて、本発明は、加湿器に関連付けられる加熱素子を与える、ことを意図する。例えば、従来のホットプレート又はワイヤヒータは、加湿器内で、あるいは加湿器上で、あるいは加湿器の近くにおいて、そこに包含される流体を加熱するよう使用され得る。

弁配置（ｖａｌｖｅ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）６０は、入口３６内において配置されるか、あるいは入口３６上に位置付けられる。弁配置６０は、本願に参照として組み込まれる米国特許第５、６４７，３５５及び５，４３８，９８１において開示されるものに類似する。弁配置６０は、入口通路内に与えられ、第１の入口部６４、即ち圧支持装置からの気体流と連通する入口、及び出口部６８を有する。入口３６はまた、流体保持チャンバを雰囲気に連通させるよう配置される排気口６６を有する。図示される典型的な実施例において、出口部６８は、入口に入る気体流を流体保持チャンバ４６に向かって方向付けるよう配向される。排気口６６は、雰囲気に開放され、高くされた羽根７４、格子等である手段によって意図されない閉塞から保護される。

更には、本発明によれば、弁配置６０は、第１の入口部６４及び排気口６６を介して気体流を制御する自動調整フラップ状弁要素８２を有し、該弁要素は、加湿器１６への気体流を調整する。弁要素８２は、圧支持装置３２の気体流によってもたらされる陽圧、又はユーザの吸入によってもたらされる陰圧のいずれかに応答するよう、構成及び配置される。

弁要素８２は、一般的に平らで実質的に剛性な部材８３を有して形成され、該部材８３は、入口３６において与えられるベアリング構造（ｂｅａｒｉｎｇ ｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ）内においてジャーナルされる（ｊｏｕｒｎａｌｅｄ）、外方向及び対向方向に方向付けられるリニアピボットピン８４によって中間領域においてピボット可能に支持される。弁要素８２は更に、閉鎖部８６を有し、該閉鎖部８６は、夫々第１の入口部６４又は排気口６６の一方の上方に位置付けられるときに該開口を覆うよう十分な寸法を有する。

本願の典型的な実施例において、弁要素８２は、ピボットピン８４によって形成されるピボット軸に対してウエイトのバランスが可能な限りほぼ取られるよう、構成される。本発明の典型的な一実施例において、閉鎖部８６は、閉鎖部８６と実質的に同一のウエイトを有するカウンタウエイト８８によって平衡される。カウンタウエイト８８、ピボットピン８４とそれに関連付けられる弁を収容するベアリング構造（ｖａｌｖｅ ｈｏｕｓｉｎｇ ｂｅａｒｉｎｇ ｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ）との間における摩擦係数、並びに弁要素８２の固有慣性の結果として、他の力がない場合、弁素子は、閉鎖部８６が第１の入口部６４を覆い且つその位置にとどまる傾向を有するよう、配置される。閉鎖部は、変位力（ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｆｏｒｃｅ）によって作用されるまで、第１の入口部を覆う。その場合、弁要素は、排気口を覆うよう動く。結果として、圧支持システムの通常作動中、かかる変位力は、圧支持装置３２空の加圧呼吸気体の流れに関連付けられる陽圧によって与えられる。故に、圧支持装置が通常に作動しているとき、弁要素８２は、排気口６６が閉鎖されているとみなし、実質的に妨害されていない経路は、入口を介して圧支持装置から加湿チャンバへと与えられ、気体は、第１の入口部から加湿チャンバ４６へと流れるようにされる。

万一、なんらかの理由によって加圧気体流が閾値を下回って遮断又は低減された場合、中断によるかかる気体流低減（ｇａｓ ｆｌｏｗ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｃｅｓｓａｔｉｏｎ）のあとのユーザの吸入は、閉鎖部材８６の下方側において陰圧を与え、それによって弁要素８２は、外方向にピボットされ、第１の入口部６４を覆うようにされる。弁要素８２は、配置された弁要素を有して閉位置に対して直立して付勢されるため、ユーザは、排気口６６を介して周囲空気に対する完全なアクセスを有する。ユーザによる呼気（吐息、ｅｘｈａｌａｔｉｏｎ）はまた、弁要素に加えられる陽圧により、弁要素８２を閉位置において保持する傾向がある。この状況は、加圧気体によって作られる陽圧が再度弁要素８２を上方向にピボットさせるとすぐに圧力流が復旧されるときまで継続し、それによって閉鎖部８６は、排気口６６を覆い、圧支持装置から加湿器を介して患者までの気体流は、再開される。

第１及び第２の位置間におけるピボットとしての弁要素８２のフラッタを最小限に抑えるよう、カウンタウエイト８８は望ましくは、弁要素８２の第１の端部に近接して添付される小型永久磁石９０等である適切な動作減衰配置を有する。磁石９０は、入口３６の内部に添付されるスチールストリップ又は磁石等である金属又は磁気ストリップ９２等である、要素９２に対して磁気的に引き付けられる。理解される通り、磁石９０及び金属ストリップ９２の夫々の位置は、所望に応じて反転され得る。

本発明はまた、弁要素８２上に付勢力を与えることを意図する。この付勢力は、開位置（第１の入口６４をブロックしない）において弁要素８２に付勢するよう、あるいは、閉位置（図５に示される通り、第１の入口６４をブロックする）において弁要素に付勢するよう、適用され得る。重力（弁要素の位置に重力をかけることによる）、スプリング、又は磁石を含む従来の技術は、この付勢力を加えるよう使用され得る。

作動において、図５を参照すると、加湿器３８は、流体チャンバ４６において水又は他の流体を受容する。典型的には、流体は、出口４０を介してチャンバ４６に対して与えられる。より具体的には、ユーザは、通常は出口に対して取り付けられる患者回路を外し、水又は他の流体、流体混合物等を流体保持チャンバへと注ぐ。圧支持装置は、空気等である加圧気体を圧支持装置の出口から加湿器の入口３６まで与える。加圧気体は、上述された通り弁要素８２を開放させ、それによって排気口６６をブロックし、第１の入口部６４を開放することによって流れ通路を作り、気体流が入口の下流側部を介して下方向に方向付けられるようにし、流体保持チャンバ内において包含される流体と相互に作用させる。言い換えれば、弁要素８２は、第１の入口部６４において陽圧、即ちチャンバ４６における圧力を上回る圧力がある場合に限り、この開放位置（細線で図示される）にある。言い換えれば、上流方向から下流方向まで測定される際（ａｓ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｕｐｓｔｒｅａｍ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）、弁要素８２にわたる開放圧力値を上回る圧力低下があるはずである。

加湿された気体は、出口４０から出る。続いて気体は、患者回路を通り、患者の気道まで移動する。万一、圧支持装置によって与えられる圧力が停止するか、あるいは閾値を下回って低下する場合、弁要素が付勢されないと想定して、弁要素は、「浮遊状態（ｆｒｅｅ−ｆｌｏａｔｉｎｇ）」となる。加湿器が倒される（ｋｎｏｃｋｅｄ）か、揺さぶられる（ｊｏｓｔｌｅｄ）か、あるいは動かされる場合、弁要素は、図５に示される閉位置まで動かされ得、流体は、第１の入口部６４をブロックすることによって入口ポート３６を通過することを妨害される。例えば、弁要素上に衝撃を与える流体は、該弁要素を閉位置まで動かし得る。加えて、排気口６６はブロックされない。弁が閉位置まで付勢される場合、圧力における低減は、閉位置まで自動的に動く弁をもたらす。この構造において、流体は、圧支持装置３２へと移動することを防がれる。流体が弁要素上に力を与えなくなると、あるいは、圧支持装置によって与えられる圧力が場合によっては流体が弁要素に加える力を越えるレベルに復旧されると、弁要素は、第１の入口ポート６４を開放し且つ排気口６６をブロックするよう動き得る。万一、圧支持装置が適切に作動し得なかった場合、弁要素８２は第１の入口部６４をブロックし且つ排気口６６をブロックしないため、患者は、上述された通り周囲空気を依然として呼吸することができる。

図６−８は、本体１５８及び弁配置１６０を有する加湿器１５６の第２の実施例を示す。弁配置１６０は、可撓性可動フラップ１６４を取り付けられる円筒部材１６２を有する。典型的な一実施例において、円筒部材１６２は、シリコン、ゴム、又はそれらの組合せ等である可撓性の材料から形成される。フラップ１６４は、中央部１６６を介して円筒部材１６２に対して一端１６５において取り付けられる。典型的な一実施例において、円筒部材１６２、フラップ１６４、及び中央部１６６は、材料の単一成型片から形成される。

任意の典型的な一実施例において、剛性なオーバーモールドリング又はシリンダ（図示せず）は、弁に対する構造支持を与えるよう、弁配置１６０の一部の周囲に配置される。弁１６０は、本体１５８の入口３６内において位置付けられるよう適合（寸法取り及び構成）される。更なる任意の一実施例において、排気口１７２は、フラップ１６４の下流に位置付けられる。排気口１７２は、気体を加湿チャンバ内から雰囲気に連通させるよう複数の開口１７４を有する。

弁配置１６０の作動は、弁配置６０に対して前述されたものと同様である。しかしながら、フラップ１６４は、閉位置においてとどまるよう付勢され、該閉位置においてフラップは、入口の中央部１６６において画定される開口１６７を実質的にブロックする。入口３６に入る圧支持装置から来る加圧気体によって、フラップ１６４は外方向に動かされ、排気口１７２をブロックし且つ加湿器に対する入口をブロックしない。結果として、気体は、加湿チャンバへと流れ、該加湿チャンバでそこに包含される流体によって加湿される。加湿された気体は、前述された通り、出口２３を介してチャンバを出る。

万一、圧支持装置からの気体流が所定の圧力閾値を下回って低下した場合、フラップ１６４は、閉位置まで動き、それによって加湿器において包含される気体によって運ばれる蒸気又は流体が圧支持装置に入ることを防ぐ。フラップ１６４が閉位置にあるとき、患者は、排気口１７２を介して呼吸する。しかしながら、排気口が任意であることは、強調されるべきである。加湿器がひっくり返った場合、フラップ１６４における水の重みにより、フラップは閉位置まで動かされ得、開口１６７をブロックし、それによって水が跳ねること、又は入口３８を介して圧支持装置へと逆流することを防ぐ。

弁配置１６０は、単に弁配置を加湿チャンバの入口へと挿入することによって既存の加湿チャンバ上へとあとから取り付けられ得る、という点において有利である。同様に、それは、洗浄及び交換を目的として加湿チャンバから容易に取り外され得る。

図９−１２は、本発明の原理に従って作られた弁配置２６０及び本体２５８を有する加湿器２５６の第３の実施例を示す。この弁配置は、上述された弁配置６０に類似する。弁配置２６０は、入口ポート３６内に適合する。具体的には、弁配置２６０は、円筒リング２６４を受容する円筒形に形成されたオーバーモールド配置（ｏｖｅｒｍｏｌｄｅｄ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）２６２を有する。弁要素２６６は、円筒リング２６４及び／又はオーバーモールド配置２６２に対してピボット可能に固定される。弁要素２６６は、閉鎖要素又はフラップ２６８、及びそこに結合されるカウンタウエイトブロック部材又は第２のフラップ２７０を有する。オーバーモールド配置２６２は、オーバーモールド配置２６２及び／又は円筒リング２６４において画定されるパッセージと連通するよう排気口２７２として機能するオフセット通路を有する。複数の開口等である任意の排気口カバーは、排気口２７２の上方に位置付けられ得る。本発明の典型的な一実施例において、第２のフラップ２７０は磁石２７６を有し、金属引付け部材２７８は該磁石に近接して位置付けられるため、磁石は、部材２７８に対して引き付けられ、第２のフラップ２７０は、閉位置において付勢され、閉鎖要素２６８に円筒リング２６４をブロックさせる。

作動において、図１０に示される通り、圧支持装置からの加圧気体によって閉鎖要素２６８は、磁石によって与えられる付勢力を克服し、円筒リング２６４を実質的にブロックする。続いて加圧気体は、該加圧気体が加湿される本体２５８によって画定される加湿チャンバへと入口３６を通過することができ、出口４０を介して出る。図１１及び１２に示される通り、圧支持装置からの気体流が所定の圧力閾値を下回って低下した場合、弁要素２６６は、閉位置まで動き、それによって加湿器に包含される気体によって運ばれる蒸気又は流体が圧支持装置に入ることを防ぐ。弁要素２６６が閉位置にあるとき、患者は、排気口２７２を介して呼吸する。加えて、水等である流体が入口３６に近接して動かされる場合、閉鎖要素２６８は、流体の重みによって付勢され得る。しかしながら、ブロック部材２７０が排気口２７２から離れて位置付けられ、患者に周囲空気を呼吸させるため、患者は依然として呼吸ができる。

図１３−１５は、本発明の原理に従って作られた全体的に参照符号３０４で示される弁配置及び本体３０２を有する、加湿器３００の第３の実施例を示す。この実施例において、弁配置３０４は、特には加湿器の入口３０８をブロックしたりブロックしなかったりするボール３０６である浮遊要素を有する。ボールは、支持構造３０７によって本体３０２において支持されるか、あるいは本体３０２に対して取り付けられる。ボール３０６は、図１３に示される開位置と図１４及び１５に示される閉位置との間において本体３０２に対して可動である。開位置において気体は、矢印３１２で示す通り加湿器を介して、即ち入口３０８におけるパッセージ３１４を介し、またキャビティ３１０及び出口３１２を介して、流れる。閉位置において、ボール３０６は、座部３１６上に置かれ、それによって通路３１４をブロックし、故に流体又は流体を有する蒸気が入口から圧支持装置へと逆流することを防ぐ。典型的な一実施例において、支持構造３０７は、気体及び液体が支持構造において、あるいは支持構造の周囲において自由に流れるよう、構成される。例えば、支持構造は、複数の開口を有するブラケット又はケージであり得る。

典型的な一実施例において、ボール３０６は、加湿器３００の流体保持チャンバ３２０内に包含される水又は流体３１８より低い密度を備えるため、ボールは流体上で浮遊する。結果として、例えば加湿チャンバが満杯になりすぎて充填されるか、並びに／あるいは流体が入口に向かって流れるようチルトされる場合に発生し得る、流体３１８の高さが一定のレベルを超える場合に、ボール３０６は、流体上において浮遊し、入口３０８の下流端部をブロックする。この状況は図１５中に示されており、該図中、加湿器はチルトされ、水位がもはや平行ではなく、入口３０６に向かってチルトされている。

図示される実施例において、ボール３０６は、圧縮スプリング３２２である付勢機構によって閉位置まで付勢される。スプリング３２２はまた、ボールが閉位置に対して浮遊する場合にボール３０６によって座部３１６の閉鎖を支援するよう、配向される。即ち、スプリングは、ボールが座部３１６に適切に係合するよう流体上において浮遊するためにボールの配向を維持するガイドとしての役割を有する。矢印３２４によって示されるスプリング３２２によってボール３０６に加えられる付勢力は、圧支持装置から加湿器への通常の気体流によって克服され得る。即ち、圧支持システムが通常に作動しているとき、ボール３０６は、矢印３２６によって示される通り、スプリングの付勢を克服するよう十分な圧力によって開位置まで動かされる。故に、実質的に妨害されない気体流３１２は、圧支持システムの通常作動中に加湿器を介して与えられる。

しかしながら、気体流の圧力がボールに加えられる付勢力を下回って低下する場合、スプリングは、このボールを座部３１６上において停止させ、それによって図１４に示される通り入口３０８をブロックする。このことが所望されるのは、小さい圧力を備える気体流又は圧力を備えない気体流が、加湿器からのなんらかの加湿器気体を入口３０８を介して流すことによって圧支持装置へと逆流させるため、である。ボール３０６は、座部３１６上に置かれるとき、入口から逆流する気体流を防ぐかあるいは最小限に抑えるため、加湿器気体は、圧支持装置の出口に入らない。圧支持装置における加湿器気体の存在はまた、濃縮により時間の経過と共に圧支持装置において大量の流体の蓄積をもたらし、また細菌繁殖を促進し得るため、望ましくない。

入口をブロックする浮遊要素はボールとして図示されているが、他の構成、形状、及び異なる寸法の要素が与えられ得ることは、理解され得る。同様に、付勢機構は、スプリングとして図示される。しかしながら、磁石、リーフスプリング、又は他の装置等である他の付勢装置は、弁を閉位置において付勢するよう用いられ得る。

図１６及び１７は、本発明の原理に従った全体的に参照符号３３４において示される弁配置及び本体３３２を備える加湿器３３０の第５の実施例を示す。本実施例は、弁座部を選択的にブロックしたりブロックしなかったりするよう浮遊弁、即ちボール３０６を使用する点において、前述の実施例に全般的に類似する。本体３３２の流体保持チャンバ３３６における流体３１８の水位は、支持構造３３８内においてボール３０６を上昇及び落下させる。支持構造３０７と同様に支持構造３３８は、流体が流体保持チャンバにおいて上昇又は移動する際に弁座部へとボールを案内する。望ましくは、支持構造３３８は、気体及び液体がボール３０６まで自由に浮遊し得るようにする。

図１６に示される通り、通常作動中、流体３１８の水位は、ボールが弁座部３１６から間隔を離されるようにし、実質的に妨害されない気体流経路は、流体保持チャンバに対して加湿器の入口において与えられる。故に、気体は、矢印３１２によって示される通り流体保持チャンバへと比較的自由に流れる。図１７に締め差閲ル通り、加湿器がチルトする際、あるいは流体水位が上昇する際、流体は、ボール３０６を座部３１６へと押し、それによって通路３１４をブロックし、流体及び気体が入口３０８を出て逆流することを防ぐ。故に、流体３１８の水位は、入口３１８をブロックすること及びブロックしないことを制御する。

上述の実施例とは異なって、加湿器３３０は、入口３０８に対して運搬される気体流の圧力に基づいて弁を閉位置に対して促すための付勢機構を有さない。故に、この実施例は、圧支持装置の作動に基づいて加湿器の入口をブロックしない。しかしながら、加湿器の入口から出る流体の逆流又はバックスプラッシュを防ぐかあるいは最小限に抑える機能は、依然として達成される。

本発明の原理に従った加湿器における使用に対して適切である弁配置４００に対する更に他の実施例は、図１８及び１９において示される。弁４００は、加湿器の入口へと単純に挿入される。故に、該弁は、大半の従来の加湿器上へと容易にあとから取り付けられる。弁配置４００は、円筒リング４０４に対して取り付けられる可撓性のフラッパ４０２を有し、弁装置１６０と同様に作動する。フランジ４０６は、弁を加湿器の入口に対して固定するよう与えられる。フラッパ４０２は、閉位置において付勢される（図１８）。

作動において、圧支持装置３２からの加圧空気は、フラッパ４０２を開放させ、加圧空気が入口を通過し得るようにし、加湿器内において包含される流体によって加湿される。流体が弁配置４００に向かって跳ねられる場合、あるいは、加圧空気が圧支持装置から流れることを停止する場合、フラッパ４０２は、リング４０４の上方において閉鎖し、それによって流体が加湿器の入口から圧支持装置へと上流に流れることを防ぐ。

図２０及び２１は、本発明の原理に従った、全般的に参照符号４４４で示される弁配置及び本体４４２を有する加湿器４４０の第７の実施例を示す。本実施例において、弁配置４４４は、加湿器の入口４４９をブロックしたりブロックしなかったりする弁部材４４６を有する。弁部材は、支持構造４４９によって本体４４２において支持されるか、あるいは本体４４２に対して取り付けられる。弁部材４４６は、図２０に示される開位置と図２１に示される閉位置との間において本体４４２に対して可動である。開位置において気体は、矢印４５０で示される通り加湿器を介して、即ち入口４４８におけるパッセージ４５２を介して、またキャビティ４５４を介して、出口３１２から流れ出る。閉位置において、弁部材４４６は、入口４４８において与えられる開口４５６を密封するよう位置付けられ、故に、流体又は流体を有する蒸気が入口から圧支持装置へと逆流することを防ぐ。典型的な一実施例において、弁部材４４６は、気体及び液体が弁部材において、あるいはその周囲において自由に流れるよう構成され、また、閉位置にあるときに開口４５６を密封する。

図示される実施例において、弁部材４４６は、圧縮スプリング４５８である付勢機構によって閉位置まで付勢される。スプリング４５８はまた、弁部材４４６によって開口４５６の閉鎖を支援するよう配向される。即ち、スプリングは、開口４５６を密封するよう弁部材の配向を維持するためのガイドとしての役割を有する。当然のことながら、他の機構は、弁部材が入口の開口にわたって適切に密封されることを確実なものとするよう与えられ得る。スプリング４５８によって弁部材４４６上に加えられる付勢力は、圧支持装置から加湿器への通常の気体流によって克服され得る。即ち、圧支持システムが通常に作動しているとき、弁部材４４６は、スプリング付勢を克服するよう十分な圧力によって開位置まで動かされる。故に、実質的に妨害されない気体流４５０は、圧支持システムの通常作動中に加湿器を介して与えられる。

しかしながら、気体流の圧力が弁部材上に加えられる付勢力を下回る場合、スプリングは、図２１に示される通り、弁部材４４６に開口４５６を閉鎖又は密封させ、それによって入口４４８をブロックする。これは、上述の理由に対して所望される。

入口をブロックする弁部材は、閉鎖中に入口を密封する機能及び開放が達成されるときに気体流を可能にする機能がある限り、多種の構成、形状、及び寸法を有し得る、ことが理解され得る。例えば、本発明の一実施例は、開口４５６が円形であること、及び弁部材４４６がスプリングが取り付けられるステムが延在するディスクであること、を意図する。同様に、スプリングとして図示されている付勢機構は、磁石、リーフスプリング等である他の構造を備え得る。

図２２は、弁配置４００に加えて、あるいは弁配置４００の代わりに使用され得る弁配置５００を示す。より具体的には、弁配置５００は、多くの従来の加湿器の入口へと挿入するトーピード弁（ｔｏｒｐｅｄｏ ｖａｌｖｅ）である。故に、弁４００と同様に弁５００は、既存の加湿器に対して容易にあとから取り付けられる。弁５００は、流れ通路開口部５０４を備える本体５０２を有する。圧縮スプリング５０６及び５０８は、スプリングロッド５１０上並びに開口部５０４の対向する側部上に位置付けられる。密封部材５１２は、開口部５０４の下流側部において位置付けられる。圧縮スプリング５０６及び５０８は、密封部材５１２に接触する。しかしながら、圧縮スプリングのスプリング定数（Ｋ）は異なり、圧縮スプリング５０６は、圧縮スプリング５０８のスプリング定数（Ｋ）より高いスプリング定数（Ｋ）を備える。結果として、密封部材５１２は、開口部５０４に近接する閉位置において付勢される。

作動において、弁５００は、加湿器の入口において配向され、圧支持装置からの加圧気体が密封部材５１２を動かし、それによって圧縮スプリング５０６及び拡張スプリング５０８を動かすようにする。結果として、流れパッセージ開口５０４は、開放し、気体が加湿器において包含される流体によって気体が加湿される加湿器入口を介して流体保持チャンバへと通過し得るようにする。加湿気体は、出口を介して加湿器を出る。流体保持チャンバからの流体が弁配置５００に向かって跳ねられるかあるいは動き回る場合、あるいは、加圧気体が圧支持装置から流れることを停止する（あるいは所定の閾値を下回って低減される）場合、圧縮スプリング５０６及び５０８は、密封部材５１２に流れパッセージ開口部５０６（細線で図示）を閉鎖させ、それによって流体が加湿器の入口通路から圧支持装置へと上流に流れることを防ぐ。

上述された実施例において、単一の弁、弁配置又は弁組立体は、加湿器の入口において与えられ、加湿器の入口からの気体又は流体の逆流、又は流体のバックスプラッシュを防ぐかあるいは最小限に抑えるようにする。本発明はまた、本発明によって意図される弁構造がいずれも、入口において弁を与えるか与えないかに関わらず、加湿器の出口において与えられ得る、ことを意図する。図２３は、入口３６に内に位置付けられる弁配置６００及び出口４０におちえ位置付けられる弁配置６０２を備える加湿器３８の概略図である。基本的に、弁配置６００及び６０２は、本願に記載されるいずれの弁配置であってもよい。

典型的な一実施例において、弁配置６００は、弁６００を開位置に保持するよう入口ポートにおける上流圧力が下流圧力よりも高いように適合される。弁６００にわたる圧力低下が閾値を下回って下がる場合、弁は閉位置に動く。一方、弁配置６０２は、出口４０における上流圧力が下流圧力より高いときに弁６０２が開位置において保持されるよう、適合される。弁６０２にわたる圧力低下が閾値を下回って下がる場合、弁６０２は閉位置に動く。弁６００及び６０２の閉鎖は、水が弁６００及び／又は弁６０２に向かって跳ねられる場合に、発生する。

図２４は、本発明の原理に従った逆流防止弁７０２の第９の実施例を有する圧支持システム６５０の概略図である。圧支持システム６５０は、加湿器３８に対して流体的に結合される圧支持システム３２を有する。より具体的には、圧支持装置の出口３４は、導管７００によって加湿器３８の入口３６に対して結合される。導管７００は、導管７００に対してピボット可能に固定されるスプリング付きの弁７０２を有する。弁７０２は、スプリング７０４によって閉位置に付勢され、導管は実質的にブロックされる。ロッド７０６は、導管７００を通過し、弁７０２に接触する。ロッド７０６はまた、圧支持システム６５０の基部７０８を越えて下方向に延在する。圧支持システム６５０が平らな表面上に置かれているとき、ロッド７０６は、上方向に押され、弁７０２は、ロッドによって水平方向又は開放位置（細線で示す）において動かされる。装置が平らな表面からひっくり返されるか、あるいはそこから持ち上げられるとき、スプリング７０４は、弁７０２を閉位置にさせ、流体が圧支持装置３２へと通ることを防ぐ。言い換えれば、表面に接触するロッド７０６は、弁７０２が開位置へと押されるようにする。この実施例は、システムがユーザによって持ち上げられたり、置かれている表面から落ちたりするときに、流体が圧支持装置へと逆流することを阻む、という点において有利である。このような事象は、典型的には、ユーザが加湿器を充填するよう水源までシステムを運ぶとき、あるいはシステムが偶発的にナイトスタンドから押しのけられる場合などに発生する。

図２４において示される実施例において、ロッドによって与えられる自動遮断又は停止（キル）スイッチ特性は、圧支持装置と加湿器との間にわたる導管において与えられるものとして示される。本発明は更に、圧支持装置自体又は加湿器において、あるいはその両方の位置においてこの特性を与えることを意図する、ことが理解されるべきである。更には、図２４において示される弁及びロッド組立体は、単に自動有効／無効機能（ｔｈｅ ａｕｔｏ−ｅｎａｂｌｅ／ｄｉｓａｂｌｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を与える機械的構成要素の単純な図である、ことが理解され得る。実際には、レベル、ロッド、スイッチ等のより複雑なシステムは、自動遮断又は停止スイッチ特性を実行するよう与えられ得る。

例えば、図２５は、導管７５２が可撓性チュービングであることを除いて、図２４において示されるものに類似する圧支持システム７５０の他の実施例を開示する。ピンチ弁７６０は、導管７５２の外側の周囲に位置付けられる。ロッド７０６は、ピンチ弁７６０と協働し、ロッド７０６が平らな表面に対して置かれるときにピンチ弁７６０が開位置にあり、気体が圧支持装置３２から加湿器３８まで通過し得るようにする。しかしながら、圧支持システム７５０が倒されたり、持ち上げられたり、平らな表面から取り除かれたりした場合、ロッド７０６は、スプリング７０４によって下方向に付勢され（細線で図示される）、ピンチ弁７６０は、可撓性の導管７５２に押し付けられ、それによって圧支持システムと加湿器との間における流体接続を実質的に防止又は妨害する。

本発明は更に、ソレノイド弁等である電子弁が弁６００，６０２，７０２又は７６０等である本願に開示される弁のいずれの代わりにもなり得る、ことを意図する。弁は、停止スイッチ、加速度計、又は他の検出装置に対して電気的に結合され得、弁が検出装置の出力に基づいて始動（開放又は閉鎖）されるようにする。故に、万一圧支持システムが倒されたりひっくり返されたり、ｔ１より長い時間に閾値ａ１を上回って動かされるか加速される場合、ソレノイド弁は閉鎖する。弁を閉鎖することは、直接、即ちセンサの出力に基づいて弁を始動させることによって、行なわれ得る。

本発明はまた、停止スイッチ、加速度計、又は他のセンサの出力に基づいて圧支持システムの作動を制御することを意図し、弁に対して与えられる気体流の圧力が低減又は排除され、それによって弁が閉じるようにする。このようにして、弁は、間接的に、即ち圧支持装置に対する電源を遮断することによって、遮断され、それによって弁が閉じられる。いずれにしても、流体、気体、又はそれら両方の加湿器からの逆流は、圧支持装置に到達することを防がれる。

電子弁が使用される場合、本発明は、導電体、コネクタ、又はそれら両方が、例えばプラスチックチャンバにおいて導電体をモールドすることによって加湿器本体において内蔵され得る、ことを意図する。代替的に、あるいは追加的に、導電体及び／又はコネクタは、加湿器本体の表面へとエッチングされ得る。コネクタを加湿器本体へと内蔵又はエッチングすることは、導電体又はコネクタが加湿器本体において包含される水に接触する危険性を最小限に抑えるという点において有利である。

図２６は、圧支持システムの下部表面８２０に近接して位置付けられる停止スイッチ８１０を備える圧支持システム８００の概略図である。当然のことながら、停止スイッチは、圧支持装置、加湿器、又はそれら両方の場所において位置決めされ得る。停止スイッチ８１０が平らな表面に置かれている限り、電力は、圧支持装置３２に対して与えられる。しかしながら、停止スイッチ８１０が平らな表面に置かれていないとすぐに、圧支持装置に対する電力は遮断される。この状況において、弁配置は、閉位置に付勢され、圧支持装置３２から加湿器３８への加圧気体流は防がれるか、あるいは低減される。結果として、上述された実施例に従った弁は、閉鎖し、故に流体、気体、又はそれら両方が加湿器から圧支持装置３２へと逆流することを防ぐ。

停止スイッチ８１０は、上述された機能を達成するよう適切である装置であり得る。即ち、停止スイッチは、圧支持装置、加湿器、又はそれら両方が表面又は水平表面上に適切に位置付けられるときを検出する装置であり得る。加湿器及び／又は圧支持装置が表面上に位置付けられているか否かを検出し得る装置の例は、圧力センサ、光学モニタ、音波トランスデューサ、及び近接スイッチを有する。当然のことながら、同様の構造又は異なる構造を有する複数の停止スイッチは、この目的を達成するよう使用され得る。

本発明はまた、圧支持システムの多種のパラメータを監視すること、及び、１つ又はそれより多くの監視されたパラメータに基づいて圧支持装置と加湿器との間における気体流経路を弁にブロックさせるかブロックさせないこと、を意図する。これは、電子弁である場合は直接弁を制御すること、あるいは圧力生成装置を制御することによって、達成される。以下に示すのは、かかる弁を制御するよう監視及び使用され得る典型的なパラメータのリストである：
１） 圧支持装置、加湿器、又はそれら両方の作動温度、圧力、湿度、又は他の流体が関連する変量（ｆｌｕｉｄ ｒｅｌａｔｅｄ ｖａｒｉｂａｌｅ）；
２） 圧支持装置、加湿器、又はそれら両方（チルトスイッチ、停止スイッチ）の特別な配向；
３） 圧支持装置、加湿器、又はそれら両方（加速度計）の運動；
４） 圧支持システムにおける構成要素の接続；及び、
５） 加湿器における流体レベル（水位）。
このリストは完全なリストとして意図されておらず、加湿器から圧支持装置の出口への流体の侵入を防ぐ基礎として監視及び使用され得るアイテムの例を挙げるために与えられるものである、ことが理解されるべきである。

図２７及び２８は、本発明の原理に従った逆流防止弁９０２を備える加湿器９００の第１１の実施例を示し、図２９は、圧支持装置３２を有する圧支持システム９０４における加湿器９００の使用を示す。加湿器９００は、流体保持チャンバ９１２を備える本体９１０を形成するよう共に組み立てられる上方トレイ９０６及び下方トレイ９０８から形成される。入口９１４及び出口９１６は、上方トレイ９０４において並列して形成される。ガスケット９１５及び９１７は、夫々入口９１４及び出口９１６の外側側部上に与えられ、入口及び出口に対する導管の堅固な気密性密封を確実なものとする。図２９に示される通り、矢印９１８によって示される気体流は、加湿器９００の入口９１４に対して圧支持装置３２によって与えられ、加湿され且つ出口９１６を介して患者回路（図示せず）に対して連絡される。

図２８に最もよく示される通り、逆流防止弁９０２は、上方トレイ９０６に対して可動に結合されるフラッパ弁である。典型的な一実施例によれば、フラッパ弁９０２は、上方部材９０６に対して回転可能に結合される比較的剛性な部材であり、フラッパ弁は、上方トレイに対して回転する。フラッパ弁９０２は、閉位置において入口９１４をブロックするよう寸法決定及び構成され、開位置において入口から外れて揺れる。この実施例において、弁９０２は、矢印９２０で示される通り加湿器において包含される流体に向かって下方向に揺れる。フラッパ弁の回転の軸は、加湿器の横方向軸９２２に対して概して平行である。このフラッパ弁に対する構造は、開位置においてもフラッパ弁が入口９１４へと流体が跳ねて落ちることを防ぐ、という追加的な利点を与える。

作動において、入口９１４に対して圧支持装置によって与えられる気体流は通常、弁９０２を開位置に動かしそこに留まるようにさせるよう十分である圧力を備える。加湿器における流体が長手方向軸９２４上においてチルトされる場合、また流体水位が十分に高い場合、流体は、弁９０２に接触する。流体の重量は、弁を閉位置まで動かす。本発明のこの実施例は、閉位置において弁を保持するための付勢機構が示されていない。しかしながら、かかる機構は本発明によって意図される。例えば、制限的ではなく、磁石及び／又はスプリングは付勢機構として用いられ得る。付勢はまた、弁９０２を浮揚性にするかあるいは加重するよう適合することによって達成される。

圧支持システム９０４は、加湿器の入口対して作動可能に結合される第２の逆流防止弁を有する。この典型的な実施例において、第２の逆流防止弁９３０は、加湿器の入口を圧支持装置３２の出口に対して結合させる導管９３２において与えられる。第２の逆流防止弁９３０はまた、閉鎖されるときに実質的に導管９３２をブロックするフラッパ弁である。弁９３０は、回転の軸が横方向軸９２２及び長手方向軸９２４に対して概して垂直であるよう配向される。結果として、弁９３０は、矢印９３４で示される通り、開位置から閉位置まで（細線で示す）動く。

通常作動中、導管９３２における圧支持装置によって与えられる気体流は、弁９３０を開位置に動かしそこに留まるようにさせるよう十分な圧力を備える。しかしながら、この気体流が低減又は排除されるとき、フラッパ弁９３０は、圧支持システムをチルトさせるよう構成、配置、及び／又は加重（ｗｅｉｇｈｔｅｄ）、又は付勢され、加湿器は、例えばシステムを軸９２４の周囲に時計回りに回転させて圧支持装置を上回るようにされ、弁は自動的に開位置から閉位置まで移動される。故に、弁９３０の始動は、圧支持システムの配向に依存する。

異なる平面において配向される一組の逆流防止弁を与えることによって、本発明のこの実施例は、圧支持システムがチルトされる角度に関わらず、加湿器から圧支持装置への流体の逆流を最小限に抑える。例えば、圧支持システムが側部９４０上へとチルトされる場合には、逆流防止弁９０２は、弁及び／又は弁の構成に衝突する流体の重みにより閉鎖させられそれによって導管９３２及び圧支持装置３２への流体の逆流を防ぐかあるいは最小限に抑える。圧支持システムが側部９４２上へとチルトされる場合には、逆流防止弁９３０は、弁及び／又は弁構造に衝突する流体の重みによって閉位置まで動かされ、やはり、導管９３２及び圧支持装置３２への流体の逆流を防ぐかあるいは最小限に抑える。圧支持システムが側部９４４又は９４６上へとチルトされる場合には、重力が流体を圧支持システムの入口９３６から離して保持するため、流体が圧支持装置へと逆流する危険はない。

図示される実施例において、弁９０２及び９０３は、ピンを介して加湿器又は導管に対して結合され、フラッパはピン上で回転する。弁を圧支持システムの夫々の構成要素に対して取り付ける他の構造は、理解されるべきである。例えば、一体のヒンジは、フラッパ弁を対応するアンカーポイントに対して接合させるよう使用され得る。

上記において示される通り、加湿器本体における弁の可動素子の配向は、弁が加湿器本体の空間的配向に依存していつどのように閉鎖するかにおいて役割を有する。本発明は、入口通路において与えられる弁配置が一定の弁閉鎖特徴を達成するよう所望されて配向され得る、ことを意図する。即ち、弁要素は、加湿器本体において配向され得るため、加湿器本体が一端においてよりも側部においてチルトされる場合、又はその逆の場合により容易に閉鎖する。図３０Ａ−３０Ｃは、この概念を実証するよう、弁組立体における弁要素に対する３つの代替的な配向を示す。

図３０Ａは、通常の作動において、上方を向く上方部分９５２及び下方を向く下方部分９５４を有して図示される通り配向される加湿器本体９５１を備える加湿器９５０を示す。加湿器９５０は、垂直方向軸９５６を有する。弁配置９５８は、加湿器本体の入口９５９において与えられ、弁９６０は、垂直方向軸９５６に対して概して垂直である軸９６２に沿って配向される。作動において、入口までの気体流が閾値レベルを下回るとき、弁９６０は、矢印９６４によって示される通り閉鎖し、それによって入口から出る流体の逆流を防止する。この実施例においては重力が弁９６０の閉鎖を促す支援をするため、この配置は、入口までの気体流における低減又は中断が入口をブロックさせるよう意図される状況に対して最も適している。

図３０Ｂにおける加湿器９５０’は、加湿器本体の入口９５９において与えられる弁配置９７０を有し、弁９７２は、垂直方向軸９５６に対して概して平行である軸９７４に沿って配向される。この配向の結果として、加湿器本体が側部９７８においてチルトされるとき、即ち垂直方向軸９５６に対して反時計回りに回転されるとき、弁９７２は、矢印９７６によって示される通り閉鎖する傾向を有し、それによって入口から出る流体の逆流を防ぐ。当然のことながら、本発明はまた、加湿器本体が垂直方向軸９５６に対して時計回りに回転されるときに弁が入口を覆って閉鎖するよう、弁９７２を入口の対向する側部において位置決めする、ことを意図する。

図３０Ｃは、選択的に入口９５９を閉鎖する弁９８２を有する弁配置９８０を備える加湿器９５０’’に対する更に他の構成を示す。弁９８２は、角度０度又は９０度以外の垂直方向軸９５６に対する角度において配置される軸９８４上において配向される。弁９８２は、矢印９８６によって示される通り動くことによって入口を閉鎖する。即ち、図３０Ａ−３０Ｃは、弁に対する回転の角度が０°（図３０Ａ）から９０°（図３０Ｂ）、あるいはその間のどこか（図３０Ｃ）の範囲である垂直方向軸９５６に対する角度において与えられ得る、ことを示すものである。この角度の選択は、加湿器本体の配向に対する弁組立体に関する閉鎖特徴を決定する。

可動弁要素の寸法、構成、形状、重量、及び他の特性は、所望される閉鎖特徴を達成するよう変更され得る、ことは理解され得る。例えば、弁は、加湿器本体の配向が変わる際、よりよく反応して開放又は閉鎖するよう加重され得る。密封又はガスケットはまた、密封特徴を制御するよう弁において与えられ得る。加えて、弁は、剛性材料、軟性材料、又はそれらの組合せから作られ得る。

図３１Ａは、他の実施例に従った弁１０１５を備える加湿器１０１０の一部の側部断面図である。弁１０１５は一般的に、弁座部及び弁プラグ１０１６を有する。加湿器１０１０は、接合されるときに弁座部を形成するよう構成される上方カバー１０１２及び下方カバー１０１８を有する。本実施例において具体的には、弁座部は、上方カバー部分１０１２Ａ及び下方カバー部分１０１８Ａによって形成される。本発明の一実施例において、弁座部は、流体保持チャンバ１０１４の正常水位１０１９の上方に位置決めされ得る。

本発明の一実施例において、弁プラグ１０１６（図３１Ｂに詳細を図示）は、空気流路１０２４、複数の密封表面１０２２、加重された部分１０２６、及び複数の中心範囲（ｃｏｒｅｄ ａｒｅａｓ）１０２８を有する。弁プラグ１０１６は、開位置において（図３１Ａに示される通り）空気が入口１０３０から流体保持チャンバ１０１４へと流れ得るようにされるとき、並びに、閉位置において（図３１Ｃ−Ｅに示される通り）水及び／又は流体を有する蒸気が流体保持チャンバ１０１４から入口１０３０へと逆流することを防ぐとき、弁座部と協働するよう適合される。弁プラグ１０１６は、弁座部内において自由に（三次元において）回転するよう適合される。加湿器１０１０が適切に配向されるとき、加重部分１０２６は、弁プラグ１０１６を弁座部に対して実質的に位置合わせさせ、図３１Ａ中の矢印１０２０によって示される通り、空気流は、弁入口１０３０から流体保持チャンバ１０１４まで通り得るようにされる。本発明の一実施例において、空気流路１０２４は、水位１０１９が弁座部の下方部分１０１８Ａより高い場合に流体保持チャンバ１０１４から入口１０３０までの逆流を更に防ぐ僅かなオフセットを有する（例えば図３１Ｂ中、軸１０２５に対して示される）。密封表面１０２２は、弁座部の部分１０１２Ａ及び部分１０１８Ａに接触し、空気流１０２０が空気流路１０２４を迂回することを防ぐようにし、並びに／あるいは、弁プラグ１０１６の周囲における水の流れを防ぐようにする。中心範囲１０２８は、弁プラグ１０１６の重量を低減するよう、並びに／あるいは、加重部分１０２６の反応性を高めるよう、適合される。

図３１Ｃ−３１Ｅは、チルト配向、垂直配向、及び反転配向における加湿器１０１０を示し、閉位置にある弁１０１５を図示する。例えば図３１Ｃを参照すると、加湿器１０１０がチルト配向にあるとき、加重部分１０２６は、空気流路１０２４が弁座部の上方部分１０１２Ａ及び下方部分１０１８Ａによって実質的にブロックされるまで、弁プラグ１０１６を弁座部に対して回転させる。たとえ水位１０１９が弁１０１５より高くても、密封表面１０２２及び弁座部の上方部分１０１２Ａ及び下方部分１０１８Ａは、水が入口１０３０へと弁プラグ１０１６の周囲に流れることを防ぐ。

加湿器１０１０が垂直配向にあるとき、加重部分１０２６は再度、弁プラグ１０１６を弁座部に対して回転させる。図３１Ｄに示される通り、水は、空気流路１０２４に入り得るが、空気流路１０２４は、入口１０３０からブロックされたままである。したがって、水は、入口１０３０へと逆流することを防がれる。同様に、加湿器１０１０が反転配向にあるとき、加重部分１０２６は再度、弁プラグ１０１６を弁座部に対して回転させる。図３１Ｅに示される通り、水は、中心範囲１０２８に入り得るが、空気流路１０２４は、入口１０３０からブロックされたままである。したがって、水は、入口１０３０へと逆流することを防がれる。

図３２Ａ及び３２Ｂは、更に他の実施例に従った全般的に参照符号１１１５で示される弁配置を備える加湿器１１１０の一部の夫々上面及び側部断面図である。この実施例は、弁座部１１１７を選択的にブロックし且つブロックしないよう使用されるボール１１１６が加重されて浮遊しないことを除いて、図１６−１７に示される前の実施例と概して同様である。支持構造１１１８は、加湿器１１１０の配向における変化に応じてボール１１１６を弁座部１１１７へとガイドする。典型的な実施例において、支持構造１１１８は、気体及び液体が支持構造においてあるいは支持構造の周囲において自由に流れるよう、構成される。例えば、支持構造は、複数の開口を有するブラケット又はケージであり得る。

通常作動中、図３２Ａ−３２Ｂに示される通り、ボール１１１６は、弁座部１１１７から離間され、実質的に妨害されない気体流経路は、流体保持チャンバ１１１４に対して加湿器１１１０の入口１１３０において与えられる。故に、気体は矢印１１２０で示される通り比較的自由に流体保持チャンバ１１１４へと流れる。加湿器がチルト（例えば図３２Ｃで示される通り）及び／又は回転（例えば図３２Ｄに示される通り一端において端部において垂直方向に回転）される際、加重されたボール１１１６は、座部１１１７へと押し、それによって通路入口をブロックし、流体及び気体が入口１１３０から出て逆流することを防ぐ。加湿器１１１０は、弁を開位置又は閉位置に対して促す為の付勢機構を有さないが、かかる付勢機構が追加され得ると同時に本発明の範囲内であることは、意図される。支持構造１１１８は、設計において全般的に線形であり固定であるよう図示されるが、他の設計が用いられ得ることは意図される。例えば、制限的はなく、僅かな曲率を備え且つ弁座部１１１７の周囲に旋回する支持構造は、意図される。

入口をブロックする素子はボールであるとして図示されるが、他の構成、形状、及び異なる寸法の素子が与えられ得ることは、理解され得る。沙汰に、図示されてはいないが、磁石、スプリング、又は他の装置等である付勢装置は、弁を所望される位置まで付勢するよう用いされ得る。

本発明は、加湿器から加湿器の上流に位置決めされる圧力支持装置への水等である流体の逆流を防ぐよう、少なくとも１つの逆流防止弁を利用する、ことが理解され得る。「弁」という用語は、本願において逆流防止装置を説明するために使用されるが、この用語は、２つの位置の間において動くことができる装置、組立体、構造を覆うよう意図される、ことが留意されるべきである。該２つの位置とは、流体／気体が加湿器へと、また加湿器から自由に流れる第１の位置、及び、流体／気体が加湿器システムの入口から圧力生成器に向かって逆流することから阻害、制限、又はブロックされる第２の位置、である。

本発明の典型的な一実施例において、逆流防止弁が開放するのは、加湿器の入口まで運搬される圧力支持装置３２等である加圧気体源からの気体の圧力が逆流防止弁に作用する付勢力より大きいか、あるいはそれと同等である圧力Ｐｏを備える場合のみである。気体流は、流体保持チャンバ内に包含される流体（水）を通り、加湿される。加湿気体は、出口を通過し、患者回路及び患者インターフェイスによって患者の気道に対して運ばれる。加湿器に入る気体（空気）の圧力がＰｏより小さい場合、逆止弁は閉鎖し、流体が跳ねること、跳ね飛ぶこと、又は加湿器の入口から圧支持装置の出口へと逆流することを防ぐ。

加湿器が多種の構造を備え得る、ことは理解されるべきである。例えば、本体部は、矩形、長円形、円錐台形（ｆｒｕｓｔｒｏ−ｃｏｎｉｃａｌ）、楕円形等であり得る。加えて、加湿器は、多種の組合せにおいて圧支持装置と組み合わされ得る。例えば、加湿器は、圧支持装置に対して剛性に接続され得るか、別個に接続され得るか、並びに／あるいは患者回路の長さを介して接続され得る。

したがって、以上の通り、本発明は、水が偶発的に加湿器３８からＣＰＡＰユニット３２まで逆流すること及びＣＰＡＰユニット３２に対して損傷を引き起こす可能性を防ぐ配置である。更に、本発明は、小型ＣＰＡＰ／加湿器機器３０を与える。

本発明は、最も実用的且つ望ましい実施例であると現在考えられるものに基づいた説明を目的として詳述されてきたが、かかる詳細は単にその説明を目的とするものであること、また、本発明は開示される実施例に制限されず、添付の請求項の趣旨及び範囲内にある修正及び同等の配置を対象とすることが、理解されるべきである。例えば、本発明は、可能な範囲内において実施例の１つ又はそれより多くの特性が他の実施例の１つ又はそれより多くの特性と組み合わされ得ることを意図する、ことが理解されるべきである。

例えば、図３２Ａ−３２Ｅに示される実施例の概念は、図１６−１７に示される実施例の概念と組み合わされ得る、ことが意図される。例えば、加重ボール１１１６及び浮揚性ボール３０６を備える弁１１１０’は意図される。この実施例において、浮揚性ボール３０６は、支持構造１１１８内において弁座部１１１７と加重ボール１１１６との間に位置される。したがって、万一、流体保持チャンバ１１１４内における水位が上昇する一方で加湿器１１１０’が適切に配向された場合、浮揚性ボール３０６は浮遊して弁座部１１１７へと押し込み、それによって通路入口をブロックし、流体及び気体が入口１１３０を出て逆流することを防ぐ。万一加湿器１１１０’がチルトされる場合、加重ボール１１１６が浮揚ボール３０６を座部１１１７へと押すため、弁１１１５の反応は高められ、それによって通路入口をブロックし、流体及び気体が入口１１３０を出て逆流することを防ぐ。

Claims (18)

1. 圧支持装置と共に使用される加湿器であって、
   該圧支持装置の出口に対して作動可能に結合されるよう適合され、前記圧支持装置によって生成される気体の流れが連通される入口と、流体保持チャンバと、出口とを備える、本体と、
   前記入口において且つ前記流体保持チャンバの上流において位置付けられる、弁と、
   を有し、
   前記入口は、前記流体保持チャンバの上流に位置付けられ且つ前記流体保持チャンバと流体連通し、前記出口は、前記流体保持チャンバの下流に位置付けられ且つ前記流体保持チャンバと流体連通し、
   前記弁は、前記入口が実質的にブロックされない開位置と、前記入口が実質的にブロックされる閉位置との間において可動であり、
   前記弁は、
   付勢機構と、内部を貫通する空気流路とを備える、回転弁プラグであって、前記空気流路は、前記回転弁プラグを介して軸に対して僅かにオフセットされ、前記弁が前記開位置にある際に前記空気流路の一方の端部の前記オフセットは前記空気流路の他方の端部の前記オフセットと異なる、回転弁プラグと、
   該回転弁プラグを受容するよう適合される弁座部と、
   を有し、該回転弁プラグは、前記開位置と前記閉位置との間において前記弁座部内で可動である、
   加湿器。
2. 前記開位置と前記閉位置との間における前記弁の運動は、当該加湿器の配向、前記圧支持装置の配向、圧支持システムの作動パラメータ、又はそれらの組合せに基づいて制御される、
   請求項１記載の加湿器。
3. 前記付勢機構は、ウエイトを有する、
   請求項１記載の加湿器。
4. 前記回転弁プラグは、前記弁が前記閉位置にあるときに前記入口を実質的にブロックするよう構成される、
   請求項１記載の加湿器。
5. 加熱素子を更に有し、
   該加熱素子は、前記流体保持チャンバにおいて包含される流体を加熱するよう前記流体保持チャンバに関連付けられる、
   請求項１記載の加湿器。
6. 圧支持装置と共に使用される加湿器であって、
   該圧支持装置の出口に対して作動可能に結合されるよう適合され、前記圧支持装置によって生成される気体の流れが連通される入口と、流体保持チャンバと、出口とを備える、本体と、
   前記入口において且つ前記流体保持チャンバの上流において位置付けられる、弁と、
   を有し、
   前記入口は、前記流体保持チャンバの上流に位置付けられ且つ前記流体保持チャンバと流体連通し、前記出口は、前記流体保持チャンバの下流に位置付けられ且つ前記流体保持チャンバと流体連通し、
   前記弁は、前記入口が実質的にブロックされない開位置と、前記入口が実質的にブロックされる閉位置との間において可動であり、
   前記弁は、
   弁座部と、
   支持構造において収容される第１のボールと、
   を有し、該第１のボールは、加重されて浮遊せず、前記加湿器の向きの変化に応じて、該第１のボールが前記弁座部から離される開放位置と該第１のボールが前記弁座部に係合される閉位置との間において前記支持構造内で可動であるとともに前記支持構造によって案内され、
   前記弁は更に：
   前記支持構造において収容される第２のボール、を有し、
   該第２のボールは、浮揚性があり、前記支持構造内において可動である、
   加湿器。
7. 前記開位置と前記閉位置との間における前記弁の運動は、前記入口に対して運搬される前記気体流の少なくとも１つ、圧支持システムの作動パラメータ、及び、前記流体保持チャンバにおけるレベルに基づいて制御される、
   請求項６記載の加湿器。
8. 前記弁は更に、前記弁を前記閉位置に対して促すよう適合される付勢機構を有する、
   請求項６記載の加湿器。
9. 前記支持構造は、前記弁座部に対して可動である、
   請求項６記載の加湿器。
10. 圧支持システムであって、
    気体流を生成するよう適合される圧支持装置と、
    入口と、流体保持チャンバと、出口とを備える本体を備える、加湿器と、
    前記圧支持装置の出口と前記加湿器の前記入口との間において位置付けられる、弁と、
    を有し、
    前記入口は、前記流体保持チャンバの上流に位置付けられ且つ前記流体保持チャンバと流体連通し、前記出口は、前記流体保持チャンバの下流に位置付けられ且つ前記流体保持チャンバと流体連通し、
    前記弁は、当該圧支持システムの第１の物理的配向に基づいて、前記圧支持装置の前記出口と前記加湿器の前記入口との間における気体流経路が実質的にブロックされない開位置と、前記圧支持装置の前記出口と前記加湿器の前記入口との間における気体流経路が実質的にブロックされる閉位置との間において、可動であり、
    前記弁は、
    付勢機構と内部を貫通する空気流路とを備える、回転弁プラグであって、前記空気流路は、前記回転弁プラグを介して軸に対して僅かにオフセットされ、前記弁が前記開位置にある際に前記空気流路の一方の端部の前記オフセットは前記空気流路の他方の端部の前記オフセットと異なる、回転弁プラグと、
    該回転弁プラグを受容するよう適合される弁座部と、
    を有し、前記回転弁プラグは、前記開位置と前記閉位置との間において前記弁座部内で可動である、
    圧支持システム。
11. 前記弁座部に対する前記回転弁プラグの位置は、前記圧支持装置の物理的配向、当該圧支持システムの作動パラメータ、又はそれらの組合せに対応する、
    請求項１０記載の圧支持システム。
12. 前記付勢機構は、ウエイトを有する、
    請求項１０記載の圧支持システム。
13. 前記回転弁プラグは、前記弁が前記閉位置にあるときに前記入口を実質的にブロックするよう構成される、
    請求項１０記載の圧支持システム。
14. 加熱素子を更に有し、
    該加熱素子は、前記流体保持チャンバにおいて包含される流体を加熱するよう前記流体保持チャンバに関連付けられる、
    請求項１０記載の圧支持システム。
15. 圧支持システムであって、
    気体流を生成するよう適合される圧支持装置と、
    入口と、流体保持チャンバと、出口とを備える本体を備える、加湿器と、
    前記圧支持装置の出口と前記加湿器の前記入口との間において位置付けられる第１の弁と、
    を有し、
    前記入口は、前記流体保持チャンバの上流に位置付けられ且つ前記流体保持チャンバと流体連通し、前記出口は、前記流体保持チャンバの下流に位置付けられ且つ前記流体保持チャンバと流体連通し、
    前記第１の弁は、当該圧支持システムの第１の物理的配向に基づいて、前記圧支持装置の前記出口と前記加湿器の前記入口との間における気体流経路が実質的にブロックされない開位置と、前記圧支持装置の前記出口と前記加湿器の前記入口との間における気体流経路が実質的にブロックされる閉位置との間において、可動であり、
    前記第１の弁は、
    弁座部と、
    支持構造において収容される第１のボールと、
    を有し、該第１のボールは、加重されて浮遊せず、前記加湿器の向きの変化に応じて、該第１のボールが前記弁座部から離される開放位置と該第１のボールが前記弁座部に係合される閉位置との間において前記支持構造内で可動であるとともに前記支持構造によって案内され、
    前記第１の弁は更に、
    前記支持構造において収容される第２のボール、を有し、
    該第２のボールは、浮揚性があり、前記支持構造内において可動である、
    圧支持システム。
16. 前記開位置と前記閉位置との間における前記第１の弁の運動は、前記入口に対して運搬される前記気体流の少なくとも１つ、当該圧支持システムの作動パラメータ、及び、前記流体保持チャンバにおけるレベルに基づいて制御される、
    請求項１５記載の圧支持システム。
17. 前記第１の弁は更に、前記弁を前記閉位置に対して促すよう適合される付勢機構を有する、
    請求項１５記載の圧支持システム。
18. 前記支持構造は、前記弁座部に対して可動である、
    請求項１５記載の圧支持システム。

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